Факультет

Студентам

Посетителям

Вольфрам

Это звучное название, как и название кобальта, впервые появилось столетие назад на рудниках Саксонии. Рудокопы искали минерал олова — касситерит, а вместе с ним зачастую встречали и минерал вольфрама — вольфрамит. Рудокопы видели, что это явный металл, но ввиду его тугоплавкости (у вольфрама температура плавления 3380 °С, а у олова около 232 °С!) ничего не могли с ним сделать. Рудокопы назвали его «вольф раум», что означает «волчья пена» (возможно за нежелательное образование шлака при выплавке оловянных руд, содержащих вольфрам), «волчья пасть», «волчье брюхо» (возможно за то, что тугоплавкие минералы вольфрама словно пожирают минералы олова: при обогащении оловянных руд они снижают выход получаемого олова). Таково происхождение названия, данного металлу задолго до его открытия.

Элемент был предсказан К. В. Шееле (химиком) в 1781 г. при анализе минерала тунгстена («тяжелый камень»), названного позднее шеелитом. Впервые вольфрам был получен через 2 года испанскими химиками братьями Дон Фаусто и Дон Хуан Хозе Эльюар. Но только спустя почти 100 лет после открытия вольфрам нашел свое применение в промышленности, когда научились производить вольфрамовую быстрорежущую сталь. Вольфрам добавляется в сталь, используемую для изготовления брони танков, для оружейных стволов, наконечников бронебойных снарядов. Во время второй мировой войны фашистские режимы Испании, Португалии и Турции помогали гитлеровской Германии преодолеть вольфрамовый «голод». В 50-е гг. возникали конфликты между капиталистическими странами (США, Японии) за овладение вольфрамовыми рудниками Южной Кореи, а войска чаикайшистов в начале 50-х годов неоднократно нападали на районы месторождений вольфрамовых руд в Бирме и добычу вывозили на о-в Тайвань.

Каждый вечер мы включаем электрическую лампочку и без нее уже не представляем свою жизнь. Устройство ее знакомо всем. Нить накала в ней — двойная спираль из вольфрама (здесь температура нагрева достигает 2000 °С). В любой лампе (вакуумной или заполненной газом) обязательно остается хотя бы очень малое количество кислорода и водяного пара. На раскаленной до 2000 °С нити вольфрама пар разлагается на кислород и водород. Первый, соединяясь с частичками вольфрама, образует оксид, который осаждается на стекле. Холодная стенка баллона способствует тому, что водород забирает кислород, а вольфрам восстанавливается. Процесс повторяется многократно. Вольфрамовая спираль постепенно делается тоньше, а стенки лампочки покрываются темным налетом вольфрама. Лампочка светит все хуже и хуже. Наконец она перегорает, и мы заменяем ее новой. Кстати, использование вольфрамовой нити в лампах накаливания — заслуга русского изобретателя А. Н. Лодыгина, выдвинувшего эту идею еще в 1900 г., но только в 1906 г. вольфрамовый волосок вытеснил угольный, применявшийся в первых электрических лампочках.

Итак, что же такое вольфрам? Это серебристо-белый металл, самый тугоплавкий из всех металлов (температура плавления около 3380°С, кипения 5930°С), очень ковкий и тягучий (при температуре 1600 °С хорошо куется и вытягивается в тончайшую нить до 0,002 мм, из 250 г можно изготовить нить в 100 км), химически стоек и почти нерастворим в кислотах, слабо магнитен. Добавки этого металла повышают прочность, твердость и упругость сталей, их кислотоупорность, тугоплавкость, сопротивление к растяжению и разрыву (примерно в 5—6 раз), уменьшает способность металла к намагничиванию. Эти стали используются для изготовления быстрорежущих и долбежных инструментов, пружин, штампов, бронеплит, орудийных стволов, броневых башен танков, бронебойных снарядов и т. д. На 1 т стали нужно до 10—30 кг вольфрама.

Впервые вольфрамовая сталь была получена англичанином Р. Мюшетом в 1864 г., а в 1896 г. на Путиловском заводе В. Липиным была выплавлена уже в промышленных масштабах вольфрамовая сталь. В 1907 г. были получены твердые сплавы вольфрама, хрома и кобальта — стеллиты, а позднее (при температурах 1200 °С) сплавы вольфрама с углеродом карбиды, с азотом (при температуре 2000 °С) — нитриды, с бором — бориды. Это сверхтвердые сплавы, почти не уступающие алмазу. Все они применяются для покрытия режущих частей лемехов, лопастей турбин, ножниц для горячей резки, экскаваторного оборудования и т. д. Жаропрочные сплавы применяются в самолетостроении и ракетостроении. В связи с этим вольфрам и молибден, а также рений в зарубежной литературе иногда называют «лунными металлами» (материалы реактивной и ракетной техники).

Чистый вольфрам и его сплавы с цветными металлами применяются в электротехнике и медицине. Вольфрам в атомных реакторах используется в качестве защиты от радиации. Его соединения идут для изготовления светоустойчивых красок, лаков, водоустойчивых и огнестойких тканей. Сейчас примерно половина добываемого в мире вольфрама используется для производства карбидов вольфрама, примерно пятая часть — для изготовления конструкций в ракетной, ядерной и электронной технике (листовой прокат, диски), примерно восьмая часть — для производства жаропрочных и сверхтвердых сплавов с цветными металлами.

Известно 22 вольфрамовых минерала, но промышленными являются лишь соли вольфрамовой кислоты — вольфрамит, шеелит, гюбнерит, ферберит. Откуда происходят названия вольфрам, вольфрамит и шеелит мы уже знаем. Гюбнерит назван в честь немецкого горного инженера А. Гюбнера из Фрейберга (Саксония), а ферберит — в честь естествоиспытателя Р. Фербера. Основные месторождения вольфрама эндогенные (пегматитовые и гидротермальные) и генетически связаны с кислыми (гранитными) магмами варисского, киммерийского или альпийского времени. Обычно месторождения вольфрама являются комплексными вольфрамо-оловянными, иногда и молибдено-вольфрамо-оловянными. Поэтому и поисковые признаки вольфрамовых руд близки таковым оловянных руд. Обычно все они приурочены к кварцевым жилам, обогащенным светлой слюдой. Для этих жил характерно окварцевание вмещающих пород. Вольфрамитовые жилы, содержащие минералы вольфрама в виде призматических и таблитчатых кристаллов со штриховкой на гранях, от желтого и красновато-коричневого до черного цвета, обычно не поддаются выветриванию и выступают в форме гребней на сопках, холмах. В этих жилах кварц обычно серый со слабым фиолетовым оттенком. Жилы располагаются, как правило, по периферии гранитных массивов,

В Советском Союзе вольфрамовые месторождения располагаются в Центральном Казахстане, Узбекистане, Забайкалье, на Северном Кавказе, в Якутии, на Дальнем Востоке. Самые известные из них Восток-2 (Приморье), Джидинское (Забайкалье), Аляскитовое (верховья Индигирки), Урзарсайское (у границы с Монголией), Енашилинское (верховья Енисея), Тырныауз (на Северном Кавказе), Бощекуль (Северный Казахстан), Восточный Коунрад (к северу от озера Балхаш).

Крупные запасы вольфрама имеются в КНР и КНДР.

Выявленные ресурсы вольфрама, по данным на 1988 г. (в пересчете на триоксид вольфрама), развитых капиталистических и развивающихся стран составляют 4 млн. т, общие запасы 2 млн. т, в том числе подтвержденные запасы вольфрама в недрах 30 стран 1,7 млн. т. Наиболее крупными запасами располагают Канада (0,7 млн. т), США (0,25 млн. т), Австралия, Южная Корея, Турция, Великобритания (все примерно по 0,1 млн. т).

Мировое производство вольфрамового концентрата (в пересчете на металл) в 1986 г. составило 32,5 тыс. т, в том числе в социалистических странах — 22 тыс. т (в основном в КНР и СССР), в развитых капиталистических и развивающихся странах — 10,8 тыс. т (из 28 стран главным образом в Канаде, Южной Корее, Боливии, Австралии, Бразилии и Португалии).

Вольфрам — дорогой металл. Цена триоксида вольфрама на капиталистическом рынке составляет 8—10 тыс. дол. за 1 т.

Источник: В.Д. Войлошников, Н.А. Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. Издательство «Недра». Москва. 1991

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: